工作在不同电流密度下的三极管ΔVbe的偏差

kuxuanxinzai · 发表于 2012-2-9 15:47:47

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本帖最后由 kuxuanxinzai 于 2012-2-14 10:11 编辑

想请教一下各位大侠关于ΔVbe的问题。

在不同电流密度偏置下的三级管的ΔVbe应当是一个很准的PTAT电压值，不随工艺波动而波动（如果不考虑电流比例的适配，以及三级管发射级面积的适配）。但是我现在仿真的一个CMOS工艺中纵向PNP时，偏置电流用理想电流源，发现ΔVbe在SS与FF情况下相差1.2mV左右。这个值对于ΔVbe来说应当算是很大的了！

敢问各位仁兄，知道造成这个偏差的可能原因是什么不？或者说，具体是三级管中的那个参数引起的？

我之前开始怀疑是由于寄生纵向PNP的电流增益引起的，但是后来分析并不是，因为在这里只有电流增益的失配才会造成ΔVbe的误差。虽然CMOS工艺中PNP的电流增益很小，但是失配引起的误差并不是很多（定量计算在27摄氏度下，大概贡献10uV的量级）。

麻烦各位大侠指点一下.......不甚感激

.............................................分割线..........................................................................................................................

现在ΔVbe随工艺变化的原因已经确定，是nf参数的变化引起的。

在选择另外一个较好的bicmos工艺后，经过仿真，ΔVbe几乎随工艺角不变化。但是ΔVbe对温度的斜率确有明显的变化（即不是严格的PTAT）。在我的电路中，-50℃到100℃，ΔVbe的斜率会变化0.4%，而且其斜率是随温度增加而增加的。这个和理论计算值有一定偏差。0.4%的误差相对于ΔVbe来说，还是蛮大的。
敢问各位大侠有相关的资料分析这个东东的没有？

麻烦各位大侠指引一下...

alfredchn · 发表于 2012-2-9 17:42:34

应该是NF这个参数引起的！

kuxuanxinzai · 发表于 2012-2-10 18:01:55

回复 2# alfredchn

大侠说的很对！经过查找模型中的nf,通过计算，发现和仿真的数据很吻合！

另外请教一下大侠，从工艺角度来讲，哪些因素会引起nf的变化呢？为什么一般的教科书或者资料在谈论ΔVE的时候都没有提到这个呢？

不甚感激大侠的指点.......

alfredchn · 发表于 2012-2-13 09:16:44

这个系数反应了Early效应的影响，你再查查资料和bsim3的manual手册看看吧

semico_ljj · 发表于 2012-2-13 10:22:13

学习，想知道原因

kuxuanxinzai · 发表于 2012-2-13 10:24:33

回复 4# alfredchn

我在坛子上下了一个BISIM3的模型文件，但是里面全都是将MOS的，并没有提到BIP的模型。我贴在附件中了，麻烦大侠看看是不是这个文件！

Mosfet Modeling & BSIM3 User’s Guide.pdf (5.82 MB, 下载次数: 118 )

frontier · 发表于 2012-2-14 15:42:28

1. PNP?
2. Give a ΔI? Is it a ΔIe or ΔIc?
3. from BJT formula Ic = vt exp(vbe-1), not Ie
4. Under different bias, beta is different

kuxuanxinzai · 发表于 2012-2-15 10:30:32

回复 7# frontier

的确，偏置电流的比例是有Ie决定的。因为CMOS中纵向的PND集电极必须接地。但是这个误差我分析过，不会造成这么大，对ΔVbe的非线性贡献也不大。

frontier · 发表于 2012-2-15 10:47:42

回复 8# kuxuanxinzai

0.4% is not bigand model is not so accurate for this 0.4%

kuxuanxinzai · 发表于 2012-2-15 10:59:43

回复 9# frontier

那这样的话，在一些精确电路中的设计中，岂不是仿真没有意义了？比如之前JSSC上发表的一篇温度传感器，精度可以到0.1度，其对ΔVbe的要求要远高于0.4%

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